工程图学理论与实践手册

工程图学理论与实践手册TOC\o"1-2"\h\u31586第1章工程图学基础 3178911.1图线与符号规范 349481.1.1图线规范 356531.1.2符号规范 4140201.2制图工具与使用方法 4233791.2.1制图板 455081.2.2绘图仪器 4318131.2.3绘图笔 485011.2.4橡皮 469721.2.5刀片 4218371.3投影原理及分类 4180761.3.1投影原理 431661.3.2投影分类 517786第2章机械制图 5134842.1视图表达方法 5108632.1.1投影法 516162.1.2基本视图 5260202.1.3剖视图 5121442.1.4局部视图 563102.2剖视图与断面图 5203202.2.1剖视图 5167812.2.2断面图 681032.3尺寸标注与公差配合 6164862.3.1尺寸标注 6251412.3.2公差配合 64369第3章建筑制图 698143.1建筑平面图 694543.1.1绘制方法 6169273.1.2表达内容 7253583.2建筑立面图 731813.2.1绘制方法 7191353.2.2表达内容 79383.3建筑剖面图与详图 7214243.3.1绘制方法 7122813.3.2表达内容 716384第4章电子制图 8172684.1电路图符号与绘制 8307064.1.1电路图符号概述 8208924.1.2电路图符号分类 810564.1.3电路图绘制方法 8325714.2印制电路板图设计 888014.2.1印制电路板概述 8220744.2.2PCB设计流程 847974.2.3PCB设计原则 913384.3电子元器件封装图 9258914.3.1电子元器件封装概述 9207264.3.2常见元器件封装类型 955734.3.3封装图绘制方法 928086第5章模具制图 9300095.1模具结构设计 10269735.1.1模具结构设计的基本要求 107315.1.2模具结构设计的基本步骤 10212045.2模具零件图 10212495.2.1模具零件图的内容 10291525.2.2模具零件图的绘制方法 10102365.3模具装配图 11150215.3.1模具装配图的内容 11235515.3.2模具装配图的绘制方法 1117032第6章航空航天制图 11274906.1飞机零件图 11265326.1.1零件图概述 11107166.1.2零件图的表示方法 11112376.1.3零件图的标注 12170646.2飞机装配图 127606.2.1装配图概述 12252636.2.2装配图的表示方法 1257046.2.3装配图的标注 1295206.3航天器总装图 12219096.3.1总装图概述 12241886.3.2总装图的表示方法 1284986.3.3总装图的标注 1232194第7章汽车制图 138167.1汽车总布置图 13179147.1.1概述 13222837.1.2基本要求 13244377.1.3布图方法 13316347.1.4应用实例 1337387.2汽车零件图 13187117.2.1概述 134677.2.2基本要求 1356847.2.3布图方法 14306607.2.4应用实例 14101517.3汽车装配图与焊接图 14184887.3.1概述 1430857.3.2基本要求 14280047.3.3布图方法 14108927.3.4应用实例 1422651第8章化工制图 15173208.1设备布置图 15296058.1.1设备布置图概述 15240178.1.2设备布置图的内容 1512328.1.3设备布置图的绘制方法 1590818.2管道布置图 15327648.2.1管道布置图概述 1598988.2.2管道布置图的内容 1533098.2.3管道布置图的绘制方法 16241778.3化工工艺流程图 16254498.3.1化工工艺流程图概述 1652878.3.2化工工艺流程图的内容 16313408.3.3化工工艺流程图的绘制方法 1628368第9章计算机辅助制图 17107469.1CAD软件概述 17212939.1.1CAD软件发展历程 1772819.1.2CAD软件功能特点 17131159.2二维图形绘制与编辑 1750089.2.1二维图形绘制 17202639.2.2二维图形编辑 18262529.3三维模型构建与渲染 18251029.3.1三维模型构建 1825339.3.2三维模型渲染 1825849第10章工程图管理与应用 181404910.1工程图样管理规范 181816310.1.1图样编号与分类 181428610.1.2图样归档与存储 191093310.1.3图样分发与控制 191831010.2图纸审查与修改 193243610.2.1图纸审查 19966210.2.2图纸修改 191089810.3工程图在实际应用中的案例分析 20第1章工程图学基础1.1图线与符号规范工程图学作为工程领域的基础学科，图线与符号的规范使用对于准确表达设计意图。本节主要介绍图线、符号的基本规范，为后续制图工作提供标准依据。1.1.1图线规范图线用于表达图形的轮廓、尺寸、位置等要素，其规范主要包括以下内容：（1）线型：包括实线、虚线、点划线、双点划线等，各类线型具有特定的含义和用途。（2）线宽：根据图纸比例和图形大小选择合适的线宽，以保持图纸清晰、易读。（3）线色：一般采用黑色，特殊情况下可使用其他颜色，但需保持统一。1.1.2符号规范符号用于表示图形中的特定信息，如标注尺寸、公差、表面粗糙度等。符号规范主要包括以下内容：（1）尺寸符号：包括直径、半径、角度等，其书写和放置位置有严格规定。（2）公差符号：表示零件尺寸、形状、位置等方面的允许偏差。（3）表面粗糙度符号：表示零件表面的加工质量。1.2制图工具与使用方法制图工具是工程图学中不可或缺的工具，熟练掌握各种制图工具的使用方法有助于提高制图效率。1.2.1制图板制图板是绘制图纸的基础工具，其表面要求平整、耐磨、不易变形。1.2.2绘图仪器绘图仪器包括直尺、三角板、圆规等，用于绘制直线、角度、圆弧等。1.2.3绘图笔绘图笔包括铅笔、针管笔、毛笔等，用于绘制不同线型和线宽的图线。1.2.4橡皮橡皮用于修改铅笔绘制的图形，要求擦拭干净、不留痕迹。1.2.5刀片刀片用于切割图纸、制作模板等。1.3投影原理及分类投影原理是工程图学的基础，通过将三维物体投影到二维平面，实现对物体形状和尺寸的准确表达。1.3.1投影原理投影原理包括中心投影、平行投影等，其中平行投影分为正投影和斜投影。（1）中心投影：以一点为投影中心，将物体投射到投影面上。（2）平行投影：投影线相互平行，将物体投射到投影面上。1.3.2投影分类根据投影方向和投影面的不同，投影可分为以下几类：（1）正视图：从正面观察物体，得到的投影图。（2）侧视图：从侧面观察物体，得到的投影图。（3）俯视图：从上方观察物体，得到的投影图。（4）斜视图：从斜方向观察物体，得到的投影图。（5）局部视图：放大某一部位，详细表达其结构。通过以上投影方法，可以将三维物体在二维平面上进行准确表达，为工程设计和制造提供依据。第2章机械制图2.1视图表达方法视图表达是机械制图中的基础，它通过二维图形来展示三维物体的形状、尺寸及相互位置关系。本节主要介绍以下几种视图表达方法：2.1.1投影法投影法是视图表达的基础，包括正投影、斜投影和透视投影。其中，正投影是最常用的投影方法，适用于表达各种形状的物体。2.1.2基本视图基本视图包括主视图、俯视图、左视图、右视图、后视图和仰视图。这些视图能够全面、清晰地展示物体的外观形状。2.1.3剖视图剖视图是通过假想切割物体，展示物体内部结构的视图表达方法。剖视图分为全剖视图、半剖视图和局部剖视图。2.1.4局部视图局部视图用于放大表达物体某一部位的形状和尺寸，以便更清晰地展示细节。2.2剖视图与断面图2.2.1剖视图剖视图用于展示物体内部结构，以下为几种常见的剖视图类型：（1）全剖视图：将物体完全切割，展示其内部结构。（2）半剖视图：将物体沿某一平面切割，仅展示一半的内部结构。（3）局部剖视图：放大物体某一部位的内部结构。2.2.2断面图断面图是通过切割物体，展示某一截面的形状和尺寸。断面图可分为实心断面图和空心断面图。2.3尺寸标注与公差配合2.3.1尺寸标注尺寸标注是机械制图中的重要环节，用于表达物体的尺寸、形状和位置。尺寸标注应遵循以下原则：（1）尺寸应标注在视图上，避免标注在不清晰的部位。（2）尺寸标注应清晰、准确，避免产生歧义。（3）尺寸标注应尽量集中，便于查阅。2.3.2公差配合公差配合是机械制图中表示零件间相互配合精度的一种方法。公差配合包括以下内容：（1）基本尺寸：零件设计时的理论尺寸。（2）极限偏差：允许的最大和最小尺寸。（3）公差：极限偏差的代数差。（4）配合类型：过盈配合、过渡配合和间隙配合。通过以上内容，可以保证零件加工的精度和装配的可靠性。第3章建筑制图3.1建筑平面图建筑平面图是表达建筑物在水平方向上的布局和构造的图形，是建筑设计和施工中的重要依据。本节主要介绍建筑平面图的绘制方法及其表达内容。3.1.1绘制方法（1）确定比例尺和图幅。（2）建立平面图基准线，通常为建筑物的外墙面。（3）绘制建筑物的外轮廓线、墙体、柱子、门窗等。（4）标注尺寸、标高、文字说明等。3.1.2表达内容（1）建筑物平面布局：房间布置、交通组织、功能分区等。（2）建筑构造细节：墙体、楼地面、屋面、门窗等构造。（3）尺寸标注：线性尺寸、角度尺寸、半径尺寸等。（4）标高标注：建筑物各部位的高度。3.2建筑立面图建筑立面图是表达建筑物在垂直方向上的外观形象的图形。本节主要介绍建筑立面图的绘制方法及其表达内容。3.2.1绘制方法（1）确定比例尺和图幅。（2）建立立面图基准线，通常为建筑物的正立面。（3）绘制建筑物的外轮廓线、墙体、柱子、门窗等。（4）标注尺寸、标高、文字说明等。3.2.2表达内容（1）建筑物立面造型：外观线条、装饰构件等。（2）建筑构造细节：屋面、墙面、门窗等构造。（3）尺寸标注：线性尺寸、角度尺寸、半径尺寸等。（4）标高标注：建筑物各部位的高度。3.3建筑剖面图与详图建筑剖面图与详图是表达建筑物内部结构和构造细节的图形。本节主要介绍建筑剖面图与详图的绘制方法及其表达内容。3.3.1绘制方法（1）确定比例尺和图幅。（2）选择具有代表性的剖面位置。（3）绘制剖面图：展示建筑物内部结构、构造、设备等。（4）绘制详图：对建筑物特定部位进行放大表达。3.3.2表达内容（1）建筑剖面图内容：内部空间布局、结构体系、设备管道等。（2）建筑详图内容：墙体、楼地面、屋面、门窗等构造细节。（3）尺寸标注：线性尺寸、角度尺寸、半径尺寸等。（4）标高标注：建筑物各部位的高度。（5）文字说明：对图示内容进行补充说明。第4章电子制图4.1电路图符号与绘制4.1.1电路图符号概述电路图是电子工程领域中最基本的表达方式，它通过一系列特定的符号来表示各种电子元件、设备及其相互连接关系。本节将介绍常见的电路图符号及其含义。4.1.2电路图符号分类（1）电阻、电容、电感符号；（2）电源、地线符号；（3）开关、按钮符号；（4）放大器、运算放大器符号；（5）逻辑门符号；（6）其他特殊符号。4.1.3电路图绘制方法（1）明确电路功能，确定所需元件；（2）根据元件特性，选择合适的符号；（3）遵循电路连接规则，绘制连接线；（4）添加必要的注释和说明；（5）检查并优化电路图。4.2印制电路板图设计4.2.1印制电路板概述印制电路板（PCB）是电子设备中重要的组成部分，它将电子元件与电路连接起来，实现信号的传输和分配。本节将介绍PCB设计的基本原理和方法。4.2.2PCB设计流程（1）原理图设计；（2）PCB布局；（3）布线；（4）覆铜；（5）设计规则检查（DRC）；（6）Gerber文件。4.2.3PCB设计原则（1）信号完整性；（2）电磁兼容性；（3）热设计；（4）机械结构设计；（5）可靠性设计。4.3电子元器件封装图4.3.1电子元器件封装概述电子元器件封装是将半导体芯片与外部电路连接的一种技术，它对电子设备的功能和可靠性具有重要影响。本节将介绍常见的电子元器件封装形式及其特点。4.3.2常见元器件封装类型（1）针脚式封装（PGA、QFP等）；（2）表面贴装封装（SOP、QFN等）；（3）BGA封装；（4）CSP封装；（5）其他特殊封装。4.3.3封装图绘制方法（1）明确封装类型和规格；（2）绘制封装外形；（3）标注引脚序号和名称；（4）绘制引脚形状和间距；（5）检查并优化封装图。第5章模具制图5.1模具结构设计模具结构设计是模具制造过程中的重要环节，其质量直接影响到模具的使用功能和寿命。本章主要介绍模具结构设计的基本理论、方法及其在工程实践中的应用。5.1.1模具结构设计的基本要求模具结构设计应满足以下基本要求：（1）满足产品使用功能要求；（2）结构合理，便于加工制造；（3）具有良好的可调整性和可维护性；（4）保证模具的使用寿命；（5）降低生产成本。5.1.2模具结构设计的基本步骤（1）分析产品结构，确定模具类型；（2）确定模具的总体布局；（3）设计模具的主要工作部件；（4）设计模具的辅助工作部件；（5）设计模具的导向、定位和固定装置；（6）进行模具结构强度、刚度和稳定性计算；（7）完成模具结构设计。5.2模具零件图模具零件图是模具制造过程中的重要技术文件，它详细反映了模具零件的结构、尺寸、形状和工艺要求等信息。5.2.1模具零件图的内容模具零件图主要包括以下内容：（1）视图：包括主视图、俯视图、左视图等，以充分表达零件的结构形状；（2）尺寸：包括零件的线性尺寸、角度尺寸、位置尺寸等；（3）技术要求：包括零件的表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、材料等；（4）注释：对零件的特殊要求、加工工艺等进行说明。5.2.2模具零件图的绘制方法（1）根据模具结构设计，确定零件的形状和尺寸；（2）选择合适的视图表达零件的结构；（3）标注尺寸和技术要求；（4）检查零件图的正确性和完整性。5.3模具装配图模具装配图是指导模具装配和检验的重要技术文件，它反映了模具的总体结构和各零件之间的相互关系。5.3.1模具装配图的内容模具装配图主要包括以下内容：（1）视图：包括总装图、部件装配图等，以表达模具的装配关系；（2）零件编号：对模具中的各个零件进行编号，便于查找和检验；（3）装配顺序和工艺要求：明确模具的装配顺序和各部件的装配方法；（4）技术要求：包括模具的装配精度、检验方法等。5.3.2模具装配图的绘制方法（1）根据模具结构设计，确定模具的装配关系；（2）选择合适的视图表达模具的总体结构和装配关系；（3）标注零件编号、装配顺序和工艺要求；（4）检查装配图的正确性和完整性。第6章航空航天制图6.1飞机零件图6.1.1零件图概述飞机零件图是航空航天工程中基础的制图类型，主要包括机加零件图、钣金零件图和复合材料零件图等。本节将重点介绍飞机零件图的绘制方法及注意事项。6.1.2零件图的表示方法（1）正视图：表示零件的外形和尺寸，采用第三角投影法。（2）侧视图：表示零件的高度和厚度，采用第三角投影法。（3）俯视图：表示零件的宽度和长度，采用第三角投影法。（4）剖面图：表示零件内部结构，采用剖面符号表示。（5）局部放大图：表示零件的细节部分，采用放大比例表示。6.1.3零件图的标注零件图的标注主要包括尺寸、公差、表面粗糙度、材料、热处理和表面处理等。标注要求清晰、明确，符合相关国家标准。6.2飞机装配图6.2.1装配图概述飞机装配图是对飞机各部件进行组装的图纸，主要包括部件装配图和整机装配图。本节主要介绍飞机装配图的绘制方法及注意事项。6.2.2装配图的表示方法（1）正视图：表示装配体的外形、尺寸和相对位置。（2）侧视图：表示装配体的高度和厚度。（3）俯视图：表示装配体的宽度和长度。（4）剖面图：表示装配体内部结构。（5）装配示意图：表示装配体中各部件的相对位置关系。6.2.3装配图的标注装配图的标注主要包括部件编号、尺寸、公差、装配关系、加工要求等。标注要求清晰、简洁，符合相关国家标准。6.3航天器总装图6.3.1总装图概述航天器总装图是对航天器各系统进行组装的图纸，包括卫星、火箭等。本节主要介绍航天器总装图的绘制方法及注意事项。6.3.2总装图的表示方法（1）正视图：表示航天器的外形、尺寸和相对位置。（2）侧视图：表示航天器的高度和厚度。（3）俯视图：表示航天器的宽度和长度。（4）剖面图：表示航天器内部结构。（5）总装示意图：表示航天器各系统、组件的相对位置关系。6.3.3总装图的标注总装图的标注主要包括系统编号、尺寸、公差、装配关系、测试要求等。标注要求清晰、明确，符合相关国家标准。第7章汽车制图7.1汽车总布置图7.1.1概述汽车总布置图是对汽车整体结构及其主要组件的空间位置关系进行表达的图形文件。本节主要介绍汽车总布置图的基本内容、表达方法及其在汽车设计中的应用。7.1.2基本要求汽车总布置图应满足以下基本要求：（1）表达清晰，易于理解；（2）线型规范，符合国家标准；（3）比例适中，尺寸准确；（4）符号统一，标识清楚；（5）视图布局合理，表达全面。7.1.3布图方法（1）主视图：表达汽车整体外观和主要尺寸；（2）剖视图：展示汽车内部结构及组件布置；（3）侧视图：展示汽车侧面的形状及尺寸；（4）俯视图：展示汽车底部结构及组件布置；（5）细节视图：展示汽车局部结构或组件。7.1.4应用实例以某款轿车为例，介绍汽车总布置图的绘制方法和步骤。7.2汽车零件图7.2.1概述汽车零件图是对汽车各部件及其零件进行详细表达的图形文件。本节主要介绍汽车零件图的基本内容、表达方法及其在汽车制造中的应用。7.2.2基本要求汽车零件图应满足以下基本要求：（1）表达清晰，易于理解；（2）线型规范，符合国家标准；（3）尺寸准确，公差合理；（4）表面粗糙度、材料及热处理等要求明确；（5）符号统一，标识清楚。7.2.3布图方法（1）主视图：表达零件的主要形状和尺寸；（2）剖视图：展示零件内部结构或形状；（3）侧视图：展示零件侧面的形状及尺寸；（4）俯视图：展示零件底面的形状及尺寸；（5）局部视图：展示零件局部结构或形状。7.2.4应用实例以汽车发动机活塞为例，介绍汽车零件图的绘制方法和步骤。7.3汽车装配图与焊接图7.3.1概述汽车装配图与焊接图是对汽车各部件装配关系及焊接工艺进行表达的图形文件。本节主要介绍汽车装配图与焊接图的基本内容、表达方法及其在汽车制造中的应用。7.3.2基本要求汽车装配图与焊接图应满足以下基本要求：（1）表达清晰，易于理解；（2）线型规范，符合国家标准；（3）尺寸准确，装配关系明确；（4）焊接符号及焊接工艺要求明确；（5）符号统一，标识清楚。7.3.3布图方法（1）装配图：表达部件之间的装配关系及装配顺序；（2）焊接图：展示焊接部位、焊接方法及焊接顺序；（3）装配与焊接结合图：同时表达装配关系和焊接工艺。7.3.4应用实例以汽车车身为例，介绍汽车装配图与焊接图的绘制方法和步骤。第8章化工制图8.1设备布置图8.1.1设备布置图概述设备布置图是化工工程设计中的一种重要图纸，主要表现设备在车间或装置中的位置、安装方式及其相互关系。通过对设备布置图的绘制，可以为设备安装、管道敷设及生产操作提供重要依据。8.1.2设备布置图的内容设备布置图主要包括以下内容：（1）设备的图形符号和位置；（2）设备之间的相对位置关系；（3）设备与建筑、结构物的关系；（4）设备的主要尺寸和安装高度；（5）设备安装所需的辅助设施，如地脚螺栓、基础等；（6）设备布置图中所需的标注和说明。8.1.3设备布置图的绘制方法（1）选用适当的图幅和比例；（2）明确设备布置原则和设计要求；（3）绘制设备的图形符号，并标注设备的主要尺寸；（4）确定设备之间的相对位置关系，合理布置设备；（5）标注设备与建筑、结构物的关系；（6）绘制地脚螺栓、基础等辅助设施；（7）添加必要的标注和说明。8.2管道布置图8.2.1管道布置图概述管道布置图是化工工程中用于表示管道系统中管道、阀门、管件、仪表等设备布置及相互关系的图纸。它是管道设计、施工和维护的重要依据。8.2.2管道布置图的内容管道布置图主要包括以下内容：（1）管道的图形符号和走向；（2）管道的直径、壁厚和材质；（3）管道系统中阀门、管件、仪表等的布置；（4）管道与设备、建筑、结构物的关系；（5）管道布置图中所需的标注和说明。8.2.3管道布置图的绘制方法（1）选用适当的图幅和比例；（2）明确管道布置原则和设计要求；（3）绘制管道的图形符号，并标注管道的直径、壁厚和材质；（4）确定管道系统中阀门、管件、仪表等的布置；（5）表示管道与设备、建筑、结构物的关系；（6）添加必要的标注和说明。8.3化工工艺流程图8.3.1化工工艺流程图概述化工工艺流程图是表示化工生产过程中物料、能量流动及其转换的图形化表达方式。它有助于分析和设计化工生产过程，提高生产效率和安全性。8.3.2化工工艺流程图的内容化工工艺流程图主要包括以下内容：（1）化工过程中物料和能量的流动方向；（2）主要设备、管道、阀门、仪表等设备的功能和相互关系；（3）工艺过程中反应、分离、混合等操作单元的表示；（4）物料和能量平衡的计算；（5）化工工艺流程图中所需的标注和说明。8.3.3化工工艺流程图的绘制方法（1）选用适当的图幅和比例；（2）明确化工工艺过程和设计要求；（3）绘制设备、管道、阀门、仪表等设备的图形符号；（4）表示物料和能量的流动方向，以及各操作单元的关系；（5）进行物料和能量平衡计算；（6）添加必要的标注和说明。第9章计算机辅助制图9.1CAD软件概述计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，简称CAD）是指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作的技术。CAD软件作为实现这一技术的工具，已经在工程图学领域得到广泛应用。本章主要介绍CAD软件的基本概念、功能特点及其在工程图学中的应用。9.1.1CAD软件发展历程CAD软件的发展可以追溯到20世纪50年代，经过几十年的发展，已经从最初的简单绘图工具演变成如今具有高度集成、智能化特点的设计平台。主要发展历程包括：线框模型、曲面模型、实体模型和参数化模型等阶段。9.1.2CAD软件功能特点现代CAD软件具有以下功能特点：（1）绘图功能：支持二维和三维图形绘制，提供丰富的绘图工具，如直线、圆、椭圆、多边形等。（2）编辑功能：可以对图形进行移动、旋转、缩放、修剪、延伸等操作，提高绘图效率。（3）尺寸标注和文字注释：方便地对图形进行尺寸标注和文字注释，保证图纸的准确性和可读性。（4）参数化设计：支持参数化设计，通过修改参数值实现图形的自动更新，提高设计灵活性。（5）三维模型构建：提供三维建模功能，可以实现复杂零件和装配体的设计。（6）渲染与动画：支持三维模型渲染和动画制作，使设计更具表现力。（7）数据交换与集成：支持多种数据格式导入导出，与其他软件（如CAE、CAM等）实现数据交换和集成。9.2二维图形绘制与编辑二维图形绘制与编辑是CAD软件的基础功能，主要包括以下几个方面。9.2.1二维图形绘制二维图形绘制包括以下基本操作：（1）点、直线、圆、椭圆、多边形等基本图形绘制。（2）尺寸标注和文字注释。（3）剖面线、填充等图形处理。9.2.2二维图形编辑二维图形编辑主要包括以下操作：（1）图形的移动、旋转、缩放、镜像等。（2）图形的修剪、延伸、打断、合并等。（3）尺寸和文字的编辑与修改。9.3三维模型构建与渲染三维模型构建与渲染是CAD软件的高级功能，可以帮助设计人员更加直观地表现设计效果。9.3.1三维模型构建三维模型构建主要包括以下内容：（1）基本几何体的创建，如长方体、圆柱体、球体等。（2）通